Insegnamento MECCATRONICA DEI SISTEMI ENERGETICI

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Nome del corso di laurea	Ingegneria meccanica
Codice insegnamento	A002379
Curriculum	Energia
Docente responsabile	Lucio Postrioti
Docenti	Lucio Postrioti
Ore	64 Ore - Lucio Postrioti
CFU	8
Regolamento	Coorte 2021
Erogato	Erogato nel 2021/22
Erogato altro regolamento	Informazioni sull'attività didattica Coorte 2021 - Erogato nell'anno 2022 Informazioni sull'attività didattica Coorte 2022 - Erogato nell'anno 2022
Attività	Affine/integrativa
Ambito	Attività formative affini o integrative
Settore	ING-IND/08
Anno	1
Periodo	Primo Semestre
Tipo insegnamento	Opzionale (Optional)
Tipo attività	Attività formativa monodisciplinare
Lingua insegnamento	Italiano
Contenuti	Fondamenti dei sistemi di acquisizione. Attuatori elettromeccanici: principi e tecnologie. Richiami sui sensori. Controllori: l’interazione sistema controllato-controllore. La strategia di regolazione PID. Sistemi elettro-meccanici utilizzati per il controllo motore: le strategie operative della ECU. Sistemi elettro-meccanici utilizzati per il controllo CO2 ed emissioni: recenti sviluppi dei sistemi d’iniezione e convertitori catalitici. Veicoli ibridi: concetti fondamentali.
Testi di riferimento	R.H. Bishop"Mechatronics An Introduction", Taylor&Francis K. Reif: "Gasoline Engine Management", Springer Vieweg K. Reif: "Diesel Engine Management", Springer Vieweg Dispense fornite dal Docente
Obiettivi formativi	Si vogliono le trasmettere all'Allievo Ingegnere meccanico le competenze di base sulle tecnologie meccatroniche attualmente impiegate per la gestione dei motori a combustione interna nell'ottica del controllo delle emissioni inquinanti e del contenimento delle emissioni di CO2. Particolari approfondimenti sono dedicati alle problematiche di acquisizione dati e di controllo di sistemi elettromeccanici nel settore automotive. Sono analizzati i principi e gli schemi attuativi dei veicoli ibridi.
Prerequisiti	E' richiesta un'adeguata conoscenza della termodinamica di base e del funzionamento dei motori a combustione interna, fornita rispettivamente dai corsi di Macchine e Motori a Combustione Interna.
Metodi didattici	-Lezioni frontali; -Seminari e visite aziendali; -Attività di laboratorio.
Altre informazioni	n.a.
Modalità di verifica dell'apprendimento	Esame orale o scritto (domande a risposta aperta). Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Programma esteso	Introduzione al concetto di Meccatronica e panorama sulle discipline coinvolte. Sistemi di acquisizione dati: catena di misura conversione A/D e D/A, risoluzione verticale ed orizzontale. Sistemi di trigger. Confronto fra sistemi di acquisizione tradizionale e PC-based. Costruzione di un tipico sistema DAQ basato su PC in ambiente LabVIEW. Introduzione a LabVIEW, un ambiente di programmazione grafica: funzioni generali. Struttura generale dei sistemi meccatronici; le funzioni di un sistema di controllo e architetture tipiche. Modellazione di un sistema meccatronico a parametri concentrati in ambiente 0D/1D. Alcuni esempi di modellazione di sistemi elettromeccanici in ambiente Amesim/GT-Power. Richiami sui sensori; sistemi attivi/passivi, classificazione per tipo di misura, concetti di precisione e accuratezza. Attuatori elettromeccanici: principi elettromeccanico e elettromagnetico. Caratteristica magnetica dei materiali e circuiti magnetici. Motori DC: principio di base ed equazioni fondamentali. Motori AC: principi di base e possibilità di regolazione. Attuatori stepper: tipologie e strategie di azionamento. Sistemi di controllo e strategie di regolazione. La curva caratteristica di un processo. Strategie di regolazione on/off, proporzionale, integrale e derivativa. Regolatori PID. Strategie di controllo dei Motori a combustione interna; il funzionamento di una Electronic Control Unit (ECU) e le sue funzioni fondamentali: air flow, accensione, iniezione. Funzione di controllo emissioni, funzione On Board Diagnostic. Tecnologie elettromeccaniche utilizzate per il controllo dei motori: sistemi di iniezione e convertitori catalitici. Recenti sviluppi nel controllo emissioni e per il miglioramento dell'efficienza. Veicoli ibridi: concetti di base, classificazione (architetture serie-parallelo). Fondamenti sulle strategie di gestione. Opzionale: A) Esercitazione in laboratorio: realizzazione di un sistema di posizionamento open-loop e closed loop basato su stepper e PC-based driver. B) esercitazione in laboratorio: costruzione di un regolatore PID PC-Based per il controllo della pressione di un fluido.